恒有源科技發展集團（微信號：HYYESSTD）專注(zhu)於淺層地能作為建築物供(gong)熱的替(ti)代能源的科研、開發和推廣。致力於原創技術的產業化發展，實現為建築物無燃燒(shao)供(gong)熱，大力發展地能熱冷一體化新興(xing)產業。
前言
國家(jia)大劇(ju)院工程於2007年9月對(dui)外開放並進(jin)行首場試(shi)演出(chu)。恒有源科技發展集團承(cheng)擔(dan)的保證冬季池水不(bu)結(jie)冰室(shi)外景觀水池加熱係統於2007年11月25日開始調試(shi)運行。
一、工程概況
國家(jia)大劇(ju)院位於人(ren)民大會堂西側，總建築麵積22萬㎡。室(shi)外設置露(lu)天水池，水池麵積約35000㎡，儲水量15000m³。為防止冬季池水凍結(jie)和夏(xia)季微生(sheng)物滋生(sheng)，需(xu)要對(dui)池水冬季加熱夏(xia)季冷卻。池水加熱冷卻的冷熱源采用恒有源地能熱泵環境係統，冷熱源機房與池水水處理站相銜接，末(mo)端設備利用池水水處理循環水係統。池水循環及處理共設四個站房；東北、西北站，東南、西南站。
二、係統設計
1、池水設計參數：
冬季最(zui)冷季池水不(bu)凍溫度1.5℃，夏(xia)季最(zui)熱季池水溫度28℃。
冬季池水加熱負荷由水麵蒸(zheng)發和瀑布(bu)蒸(zheng)發損(sun)失熱量、水麵傳導和瀑布(bu)傳導損(sun)失熱量、池底和池壁傳導損(sun)失熱量、水池位於車庫(ku)等建築上方的得熱量、管道和設備散熱損(sun)失及補充(chong)水加熱所需(xu)熱量、太陽輻(fu)射(she)得熱量形成。
經(jing)熱負荷分析(xi)計算，確定池水冬季熱負荷為11340kW，熱負荷指標為324.0W/㎡。
經(jing)冷負荷分析(xi)計算，確定池水夏(xia)季冷負荷為10325kW，冷負荷指標為295W/㎡。
國家(jia)大劇(ju)院景觀池水加熱負荷的確是設計難點(dian)，室(shi)外池水水麵熱損(sun)失計算無可靠的數學模型，為此(ci)設計初期方案階段參照室(shi)內泳(yong)池熱損(sun)失計算辦法進(jin)行，並初步確定係統裝機容量。為此(ci)我公司(si)建一模擬水池，並對(dui)公司(si)模擬水池進(jin)行測定，獲(huo)得大量可參考(kao)數據(ju)，並對(dui)初期設計進(jin)行調整。
2、冷熱源形式的確定：
國家(jia)大劇(ju)院室(shi)外景觀水池加熱係統可采用多種方法，如城市熱力、燃氣鍋爐、淺層地能等。經(jing)經(jing)濟分析(xi)推算，城市熱力、燃氣鍋爐運行成本難以與淺層地能相比，最(zui)終確定采用恒有源單井循環換(huan)熱地能熱泵係統，用淺層地能景觀水池熱加熱方案。
淺層地能景觀水池加熱係統之所以運行節能是因為冬季池水溫度1.5℃，淺層地能溫度為12℃,相比之下，淺層地能為高溫熱源，井水可直接對(dui)池水加熱，即(ji)可滿(man)足池水不(bu)凍要求(qiu)。夏(xia)季池水溫度28℃，淺層地能溫度為15℃,相比之下，地下水為低(di)溫冷源。
3、景觀水池加熱、冷卻係統
將地下為12℃的水抽取上來通過水-水換(huan)熱方式將池水的熱量傳給(gei)地下水，池水溫度降(jiang)低(di)。即(ji)夏(xia)季通過換(huan)熱器(qi)將池水獲(huo)得的太陽輻(fu)射(she)熱散放到(dao)水井中，而使池水降(jiang)溫，冬季把井水中的熱量提取出(chu)來，加熱池水，形成一個冬儲夏(xia)用，夏(xia)儲冬用生(sheng)態冷卻加熱循環係統。
1）“單井循環”井數量確定
冬季池水加熱熱負荷為11340kW，夏(xia)季池水冷卻冷負荷為10325kW。采用恒有源地能熱泵環境係統，標準的“單井循環”井的結(jie)構(gou)參數為：井孔直徑800mm，井管直徑500mm，井深85m，抽水和回灌水管直徑DN100，標準的“單井循環”井的性(xing)能參數為：井水循環量100t/h，抽灌水溫差5℃，取熱或製冷能力600kW，確定采用18口單井。
2）“單井循環”井及主機設置
由於水池水循環係統確定為四個循環水處理站，且每個站的循環流量均已確定，冷熱源係統的加熱冷卻的熱量和冷量隻能通過站房的各自的循環流量帶入池內，故(gu)冷熱源的采集裝置的數量應與各站的循環流量相對(dui)應。綜合(he)已確定四個站房的循環流量設置“單井循環”井。
東北站：“單井循環”井6口，HT760型熱泵主機3台；西北站：“單井循環”井6口，HT760型熱泵主機3台；東南站：“單井循環”井3口，HT760型熱泵主機1台；西南站：“單井循環”井3口，HT760型熱泵主機1台。（作者：王學誌 李大秋）
選自_《中國地能》
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